Scambio fasi e neutro 380

[NDelettronica]

Salve

oggi mi è stato chiesto di risolvere un problema sulla corretta gestione delle 3 fasi e neutro in un quadro elettrico.

Per spiegarmi meglio: dove mi trovo al momento ( repubblica democratica del congo), la corrente elettrica nelle case è sempre stata un problema; il fornitore del servizio fornisce come standard la 380 e neutro per ogni casa.

Il problema consiste nel fatto che le tre fasi non sono regolari, nel senso che per il 90 % del tempo solo due fasi sono attive con una tensione che varia dai 190 ai 240 volt. Ma il problema più grande è che a volte le fasi e il neutro si scambiano tra di loro improvvisamente ( in pratica succede che una fase rimpiazza il neutro), di conseguenza corto circuito e le case prendono fuoco ! questo perché i magnetotermici sono cinesate fatte di cartapesta e a parer mio sono solo di bellezza... ( e non c'è la messa a terra!)

Per ovviare a questo problema gli elettricisti collegano il neutro a terra e la scelta della fase viene fatta manualmente con delle normali prese a muro.

La mia idea era creare un sistema che possa riconoscere lo stato delle fasi e agire di conseguenza.

Pensavo di gestire il tutto con un PIC (questo perché vorrei fosse possibile collegarlo ad un impianto domotico ), utilizzando dei H11A1 (http://www.vishay.com/docs/83730/h11a1.pdf).
Collegandone uno per ogni fase e uno per il neutro che mi indicheranno lo stato al PIC.

La mia domanda è :
come collego il terminale A e C dell'optocouler, ignorando quale dei 4 fili della linea è la fase e il neutro ?
quello che pensavo io era collegare il cavo della linea ( enel) all'anodo e per il catodo fare un collegamento a terra.
Sarebbe corretto ? andrebbe a influenzare l'intero impianto elettrico della casa ( per quanto riguarda differenziali e magnettermici) ?

se il mio sistema funzionasse, sarei in grado di comandare corrrettamente le fasi con dei RSS che si attiverebbero correttamente garantendo la giusta distribzione della tensione in casa. Di conseguenza anche linstallazione dell'impianto a terra ecc.ecc.

Spero sia stato abbastanza chiaro

[attilio]

Spero sia stato abbastanza chiaro

personalmente non c'ho capito una mazza di quello che hai scritto

ho capito che la distribuzione in Congo è pessima, ma nella tua esposizione mi sembra di trovare un po' troppe banalizzazioni unite a concetti che nella realtà sono un po' diversi, e che in ogni caso andrebbero compresi bene prima di provare a trovare una soluzione efficacie al problema

sarebbe importante capire lo schema tipico della distribuzione in quel paese, almeno a livello MT/BT, lo stato del neutro, e tante altre cose

capire se i problemi sono legati ad una errata concezione del sistema in se, o se a problemi a valle di un sistema globalmente "standardizzato"

mi sono fatto una mia idea

non so che protezioni o che controlli vengano fatti dal "gestore" della rete lungo la rete di distribuzione, ma se è come immagino, è difficile contrastare l'anarchia dei singoli e l'obsolescenza delle infrastrutture, sicuramente annesse ad una fatiscente condizione "di fatto"

capirai che con queste premesse, leggere

Pensavo di gestire il tutto con un PIC (questo perché vorrei fosse possibile collegarlo ad un impianto domotico )

anche per me che non ne capisco nulla di PIC, mi sembra comunque una contraddizione

da quello che hai scritto poi mi sembrerebbe che le case prendono a fuoco non per cortocircuiti non aperti dai "magnetotermici cinesi", quanto per sovratensioni dovute probabilmente a frequenti interruzioni del neutro (?!?!)

se hai clientela benestante, forse la soluzione migliore sarebbe quella di staccarsi dalla rete e rendersi autonomi

[Brianz]

Lasciando valido quanto detto da Attilio, a mio parere una interfaccia tra micro e rete per la verifica della presenza di tensione è meglio farla opto sono progettati per questo scopo:
http://www.promelec.ru/pdf/HCPL-3700.pdf
Questi danno un on/off programmabile.

Se devi fare valutazioni analogiche sarà meglio usare trasformatori.

Se però le tre fasi e il neutro sono random (anche se non mi pare possibile uno "scambio" tra fase e neutro, che dovrebbe essere manuale; al massimo un disequilibrio tale da alterare gravemente il centro stella o interruzioni), se non hai un riferimento la misura non la vedo sensatamente fattibile.
Se fissi il neutro a terra, puoi valutare la fasi rispetto a questo.
Altrimenti dovresti controllare ogni possibile coppia.

E, anche quando avessi istante per istante la situazione delle tensioni, a che scopo la useresti?
La cosa è fattibile, però: commuti le fasi con relais, anche a stato solido, ma devi inserire inerzie di tempo e se i "cambi" di situazione sono affollati, si finisce probabilmente per avere un gran casino, una discreta moria dei relais e comunque non salvaguardare quanto collegato.
Se alla sorgente la situazione è catastrofica, all'utenza non ci puoi fare molto.
Salvo, appunto, separarla.

[attilio]

se non hai un riferimento la misura non la vedo sensatamente fattibile.

nell'edit del post mi ero dimenticato di precisare questo che giustamente hai scritto

inoltre

Se fissi il neutro a terra, puoi valutare la fasi rispetto a questo

da noi è consuetudine riferire a terra il neutro (centrostella) del sistema, ma chi ci dice che in Congo non mettono a terra una fase della BT?

ed ecco che ritorniamo al problema delle valutazioni a monte

[NDelettronica]

grazie a tutti

immaginavo un po' di confusione da parte mia, in effetti ci sarebbero molte cosa da valutare ma che sfortunatamente qui è impossibile... può non sembrare vero ma regna l'anarchia qui !

Cerco di chiarire un po' di cose ( perdonate se non uso i termini tecnici giusti).

Tutti i malfunzionamenti della linea elettrica ( scambi tra fase e cali di tensione) sono causate da manomissioni del tecnico dell'azienda fornitrice del servizio, che per arrotondare lo stipendio si diverte a collegare e scollegare utenze ( le case) a seconda di paga di più, e una volta che ricollega i cavi scambia le fasi ecc. Succede spesso e malvolentieri che il suddetto tecnico si prende una bella scarica e lo si vede volare dal palo !

Detto questo avrei serie difficoltà a capire come è configurata la linea elettrica, per questo cercavo un modo di gestire tutto in "loco".
Il PIC era per specificare che ci sarebbe un "cervello" che gestisce le tempistiche e le commutazioni in modo da impedire di bruciare tutto e in caso isolare la linea completamente ( se effettivamente gli scambi fase-neutro sono troppo frequenti).

Ora considerando che :
- almeno una delle 3 fasi è sempre attiva
- l'inversione fase - neutro può avvenire max 5 volte al mese ( spero )

volevo trovare il sistema (automatico) per garantire la tensione alla casa, gestendo i malfunzionamenti imprevisti.

Per il momento a me bastava solo poter riconosce in quale cavo è presente una fase e in quale il neutro, in modo da poterli reindirizzare all'impianto casalingo; per quanto riguarda le misure di tensione sarebbe in teressante effettivamente ma magari in un secondo momento.

Si alcuni concetti mi sfuggono, la mia esperienza si ferma al quadro generale casalingo, perciò

da noi è consuetudine riferire a terra il neutro (centrostella) del sistema, ma chi ci dice che in Congo non mettono a terra una fase della BT?

come andrebbe a influenzare sull'impianto di casa ?

Praticamente in questo caso sarebbe impossibile per me testare correttamente in quale cavo c'è tensione ?

[MSilvano]

... causate da manomissioni dell'omino "enel", ?

Io troverei più corretto sostituire "omino enel" con tecnico dell'azienda che distribuisce energia elettrica, perché non vedo la necessità di accostare gente che si fa un mazzo per più di otto ore al giorno onestamente, correndo per l'Italia quando ci sono delle calamità naturali o disastri, con un delinquentello del sud Africa (ma se fosse del nord dell'islanda sarebbe uguale), e che nulla centrano in questa discussione.

[NDelettronica]

Hai ragione, non volevo assolutamente sminuire il lavoro di nessuno ne offendere, volevo solo essere un po' ironico... modifico il messaggio in modo appropriato

[attilio]

faccio un ragionamento nel campo delle ipotesi

ipotesi 1: il sistema elettrico (l'idea per lo meno di quello che dovrebbe essere) è del tipo TT, con neutro messo a terra

verifica dell'ipotesi: previa realizzazione di impianto di terra dell'utente, verifica della d.d.p. tra i quattro conduttori attivi e l'impianto di terra

dovrebbe essere che il conduttore che restituisce un valore prossimo a zero volt, e che al contempo è l'unico dei fili distribuiti dal fornitore di energia, verso il quale si misurino circa 230 V rispetto agli altri tre fili (che tra essi devono misurare circa 400 V), dovrebbe essere il neutro


ipotesi 2: un "tecnico" della società elettrica manomette la linea scollegando ad minchiam i cavi lungo i percorsi della distribuzione per poi ricollegarli

[premetto che mi sembra un'emerita stronzata, ma ti credo]

verifica dell'ipotesi: qui diventa più complicato, si aprono diversi casi:

caso A, il tipo scollega il neutro della distribuzione → TUTTE le utenze a valle del punto di distacco risultano "appese" e cioè i carichi che prima erano alimentati tra una delle fasi e il neutro, si troveranno alimentati tra due fasi



il "nuovo" centrostella dei carichi degli utenti si sposterà dalla sua origine e in relazione alle diverse impedenze delle fasi, si potranno avere tensioni fase/neutro alle forniture che nel caso peggiore potrebbero arrivare ai 400 V [ed è probabile che siano queste sovratensioni il motivo degli incendi di cui parli]

caso B, il tipo scollega prima una fase → TUTTE le utenze a valle del punto di distacco avranno un buco (blackout) degli apparecchi collegati a quella fase

caso C, il tipo scollega le altre fasi e poi ricollega le stesse in maniera inversa → TUTTI i motori trifase collegati a valle del punto di inversione si troveranno con buona probabilità a girare al contrario

caso D, il tipo nel ricollegare i quattro fili inverte una fase col neutro di distribuzione → TUTTE le utenze collegate a valle del punto di inversione tra le due fasi rimaste al loro posto e il neutro-non-più-neutro saranno sottoposte alla tensione concatenata (400 V), mentre quelle tra il neutro e la fase scambiate saranno sempre a una ddp di 230 V - a questo va aggiunto che se alcuni utenti hanno trasformato il sistema da TT a TN, avendo messo il neutro del distributore a terra, collegandolo al loro impianto di terra e in considerazione dell'ipotesi 1, mi troverei in una situazione di grosso pericolo e del tutto fuori controllo, perché non ho più riferimenti certi e potenziali pericolosi sulle masse

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io non so se con dei PIC o microcontrollori puoi ovviare a questa situazione, soprattutto non ho capito come faresti, anche ammesso di rilevare le "manomissioni" (nel senso di individuare costantemente L1, L2, L3 ed N) in tempo reale, a ristabilire presso l'utenza la giusta sequenza?!
una logica a contattori? mi sembra abominevole e mi viene il mal di testa solo a pensarci

avevo pensato la soluzione del trasformatore tri-monofase, ma se poi manca una fase della terna in ingresso non la vedo più bene

a questo punto, se il cliente è DOC ($$$), un bel FV da almeno 15 kWp con accumulo e non ci pensi più, altrimenti non saprei cosa suggerirti

in ogni caso fa riflettere una situazione di questo tipo
io non ho la più pallida idea di come sia la situazione in Congo, ma immagino che se tutto quello che racconti rientra nella normalità allora...

[NDelettronica]

Penso che attilio abbia centrato appieno la situazione.

Aggiungo che la situazione cambia da quartiere a quartiere, infatti nei quartieri più "poveri" i cortocircuiti e incendi sono più frequenti. Per dire che questi problemi in alcuni casi non si verificano ( quartieri "alti"), o meglio non così frequentemente da necessitare un sistema preventivo raffinato come il mio !

Per l'iposesi 1: nel caso che non fosse presente la terra nell'istallazione domestica, potrei provvedere a crearne una ( il piantone di terra ) e fare il test nel quadro generale dove arrivano i cavi della linea ?

In questo caso per riconoscere le fasi e il neutro con l'opto ( grazie Brianz), mi basterebbe leggere l'uscita... alta è presente tensione ( perciò fase), bassa niente tensione ( neutro); con un collegamento come in figura:


Ora se non ho commesso errori :
quando in una delle tre fasi non è presente tensione, come la riconosco dal neutro ? in quanto se non mi sbaglio la misurazione assume valori prossimi allo 0 come per il neutro, e il mio PIC avrebbe difficoltà a disporre la giusta combinazione L N .

Per ipotesi 2: CASO A ,effettivamente è li che volevo concentrarmi; il mio PIC con le verifiche in tempo reale dovrerre riuscire a isolare i 2 impianti ( linea e casa) nel più breve tempo possibile.
Emmm si in effetti stavo pensado alla logica dei contattori ( relè SSR ) uno per ogni filo e poi il PIC eccità quelli giusti in modo che i 2 fili (L e N) della casa abbiano sempre uno la fase e l'altro il neutro senza essere invertiti ( anche se non cambierebbe niente). Questo sarebbe il compito del software provvedere alla corretta distribuzione. Per la logica del software la sto ancora studiano in modo da non usare 30 rele
Non avevo precisato che non è fondamentale la velocità di reidistribuzione, perciò i momentanei blackout non sono un problema ( è normale oui).

Per i casi B, C , D rimando all'ipotetica soluzione col mio PIC che comunque non appena avverte un cambiamento del neutro ( in pratica) isola il sistema.
Per il caso C ( molto frequente) se l'utente collega in TN, i differenziali di protezione non funzionano più giusto ? ( ho provato a fare il test ( col pulsantino) su alcuni differenziali oggi, e nessuno è scattato !!! eppure mi sembrano nuovi...

Un'altra informazione che non ho sottolineato è che per il momento non mi interessava gestire correttamente la 400 V , ma mi bastava la 230 per uso casaling ( prese e luci); per dire che il mio sistema fornisce una sola fase ( più avanti nel progetto quella con tensione più alta ) e le altre le esclude.

[premetto che mi sembra un'emerita stronzata, ma ti credo]

Immagino che possa sembrare inverosimile ma vi garantisco che è cosi.. l'ho visto con i miei occhi e ciò pure litigato col tecnico ...
Farò alcuni scatti artistici delle installazioni e li posterò per essere più credibile

[ed è probabile che siano queste sovratensioni il motivo degli incendi di cui parli]

centrato in pieno, adesso mi è più chiaro anche a me come avviene. Posso solo aggiungere che anche quando la resistenza scaldaacqua ( cinese ... per dire di bassissima qualità ) va in cordo per surriscaldamento, il magnetotermico è il primo a incendiarsi... questo l'ho provato di persona

E poi si il boom dei pannelli solari anche qui, se ne vedono di tutti i tipi e qualità, quelli che da noi sono inquinanti ( le vecchie generazioni) qui vanno alla grande. Impianti con batterie e inverter sono la normalità.

Per i clienti DOC... non si pone il problema, il gasolio costa meno in Congo

[SandroCalligaro]

Uno dei problemi, in effetti, sarebbe quello di riconoscere una fase aperta da una in corto-circuito (o quasi) con la terra.

Per una cosa del genere, direi che l'unica cosa fattibile è interferire in qualche modo con la linea (anche solo con un carico), non basta misurare rimanendo isolati.

L'altra cosa che mi sfugge è se ci siano o meno dei carichi tipo motori (specie trifase). In quel caso come diavolo li fate funzionare?